洛川縣交口河鎮供水方案

李媛媛

(洛川縣水務局水利工作隊，陜西 延安 727400)

洛川縣交口河鎮供水方案

李媛媛

(洛川縣水務局水利工作隊，陜西 延安 727400)

洛川縣位于黃土高原區，地形破碎，水資源較為緊缺。為了加大農村飲水工程建設，現以交口河鎮供水工程為例，通過分析交口河鎮概況和供水現狀及供水存在問題，對交口河鎮集中供水工程建設的必要性和需水量、供水規模進行了探討，從水源選擇、輸水線路、過河倒虹工程、凈水工藝等方面，對其供水方案進行了深入分析，從而提出利用南溝門水庫作為交口河鎮遠期供水水源，供水量為3420 m3/d，采用分區分壓供水系統，切實解決交口河鎮未來十年發展用水需求。可供黃土高原區村鎮集中供水工程建設進行參考。

黃土高原；洛川；集中供水

1 基本概況

洛川縣位于黃土高塬中南部，面積1804 km2，全縣轄6鎮13鄉總人口19萬人，地形呈東北高西南低，高程616～1527 m。洛川縣屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候區，年平均降雨量580 mm，降水量多集中在7—9月，占年降雨量的60%。

交口河鎮位于洛川縣城南15 km處，不僅是洛川縣最大的集鎮，也是陜西省小城鎮建設試點鎮之一。由于受河流切割，鎮區地形較為復雜，項目區地層為第四系風積黃土，厚80～100 m左右，土質均勻，大孔隙、針孔發育，具自重濕陷性，濕陷等級Ⅱ級。鎮區面積42 km2，共有13個村，24家企事業單位，總人口18 023人，其中農業人口2799人。

2 供水現狀及存在問題

2.1 供水現狀

交口河鎮目前供水方式采用分區供水系統，延煉油廠為單獨供水系統，鎮區其他用戶為一個供水系統。延煉油廠自備供水系統，有馬家灣、老廠區和仙姑河三座水廠。馬家灣水廠以仙姑河流域拓家河水庫地表水為供水水源，設計供水能力10 000 m3/d，最大供水能力13 000 m3/d，有10 000 m3調節水池2座，利用高差自流向鎮區供水。老廠區水廠水源取用葫蘆河地表水，設計供水能力24 000 m3/d。仙姑河凈水廠取用仙姑河地表水，設計供水能力24 000 m3/d。由于受供水水源限制，廠區現狀用水主要以馬家灣水廠為主。采用分質供水系統，生活用水量1500 m3/d左右，生產用水量12 000 m3/d左右。鎮區現狀供水水源接自洛川縣城，采用PE90 mm管道自常家塬接入，供水人口3000人左右，平均用水量150 m3/d，鎮區現建400 m3蓄水池一座。此外，鎮區目前尚有少部分群眾采用自備水源井供水。隨著工業發展和鎮區人口的增加，用水量日益加大。

2.2 存在問題

(1)由于交口河鎮為工業型城鎮，工業用水量較大，鎮區附近水資源相對缺乏。隨著鎮區工業快速發展，未來用水缺口加大，急需尋找一處穩定可靠的水源解決未來用水需求。

(2)除延煉油廠供水設施較為完善外，交口河鎮供水設施較為簡陋，供水可靠性較低。此外，鎮區尚有少部分群眾采用自備水源井供水，供水水質難以保證，建議盡快建立鎮區供水水廠。

(3)地下水開采困難。交口河鎮地下水以潛水為主，地下潛水按含水層巖性分為兩類，第四系松散巖類的孔隙裂隙水和基巖裂隙水，孔隙裂隙水含水層巖性為黃土狀壤土、砂礫、卵石層等，基巖裂隙水一般分布于基巖裸露山區和溝谷地帶的基巖強風化帶中。地下水補給來源為大氣降水，多排泄于附近溝谷河流，水質屬重碳酸基類淡水。根據項目區已成井資料，井深一般150 m，單井出水量5～10 m3/h，開采利用價值不大。

3 項目建設必要性及受水范圍

3.1 建設必要性

長期以來，交口河鎮的群眾飲水困難及飲水安全問題一直未得到解決，群眾生活用水極其不便，嚴重影響著生產生活和社會經濟發展。因此，建設交口河鎮供水工程是解決民生問題的重要舉措，是科學發展觀、社會主義新農村建設和以人為本理念的最根本體現。項目實施后，可有效改善當地群眾的衛生條件和人居環境，提高群眾生活質量。該項目的實施，是當地群眾近年來最關心、最迫切和最現實的需求。

3.2 項目區供水規劃及供水范圍

依據《室外給水設計規范》[1]《城市給水工程規劃規范》[2]，并結合交口河鎮現狀用水水平，規劃采用分類用水指標進行預測。人均綜合生活用水指標近期取180 L/(人·d)，遠期取220 L/(人·d)，工業用水量采用用地指標法進行計算，工業用水指標近期取200 m3/(hm2·d)，遠期取180 m3/(hm2·d)。未預見及漏損水量按以上用水量之和的15%計。城市消防用水量按同一時間發生一次火災計算，一次滅火用水量為25 L/s。則鎮區每日總用水量近期為30 360 m3/d，遠期38 640 m3/d。

3.3 需水量預測

因為交口鎮地處村鎮區，利用城市給水工程規范算下來的總需求水量較大，不太符合交口鎮實際，所以應根據村鎮供水工程規范計算其需水量。設計供水規模按照最高日最高時用水量計算。根據當地的水資源條件，對供水范圍的群眾實地調查，根據村民生活習慣和用水狀況，確定有關參數。其近期用水按2萬人計算，遠期人口預測為3萬人。其主要參數如下：

(1)居民最高日生活用水量。按照《村鎮供水工程技術規范》[3](SL 310-2004)中公式計算：

W=PQ/1000

(1)

P=P0(1+γ)n+P1

(2)

式中：W為居民生活用水量，m3/d；P為設計居民用水人數近期2萬人，遠期3萬人；P0為供水范圍內現狀常住人口數，18 023人；γ為設計年限內人口的自然增長率，依據人口政策，取6‰；n為工程設計年限，近期取5 a，遠期取10 a；P1為設計年限內人口的機械增長總數，可根據各村的人口規劃及近年來的流動人口和戶籍遷移人口的變化按平均增長法計算；Q為最高日居民生活用水定額標準，取80 L/(人·d)。

居民最高日生活用水量水量計算結果，近期為20 000×80/1000=1600 m3/d；遠期為30 000×80/1000=2400 m3/d。

(2)村鎮工業企業和專業戶飼養畜禽用水量。由于鎮區為工業型城鎮，工業用水量較大。煉油廠、第二項目部等大型企業，由于用水水質差別較大，采用自備水源形式進行供水，供水水質由各企業自行處理。

(3)公共建筑用水量。一般按居民生活用水量的10%～25%計列，取20%。近期為1600×20%=320 m3/d；遠期為2400×20%=480 m3/d。

(4)管網漏失水量和未預見水量。一般按居民生活用水量，公建用水量，集體或專業戶飼養畜禽用水量之和的10%～25%計列，取15%。計算近期為(1600+320)×15%=288 m3/d；遠期為(2400+480)×15%=432 m3/d。

(5)消防用水量。根據規范要求消防用水量應按照《建筑設計防火規范》(GB 50016-2014)[4]和《農村防火規范》(GB 50039-2010)[5]的有關規定確定。按照同一時間發生一次火災，每次滅火用水量標準15 L/s，滅火持續時間按2 h進行計算。消防用水量為3600×2×1×15/1000=108 m3。

(6)最高日總用水量。近期為1600+320+288+108=2316 m3/d；遠期為2400+480+432+108=3420 m3/d。

(7)農村用水變化系數及供水時間。時變化系數Kh，按表1采用Kh=2.0。

日變化系數Kd采用Kd=1.5，采用全日制供水，每日供水時間為24 h。

(8)總高日最高時用水量。近期為2316×2.0=4632 m3/d=53.6 L/s；遠期為3420×2.0=6840 m3/d=79.2 L/s。

(9)年總需水量。近期為2316÷1.5×365=56.36萬m3；遠期為3420÷1.5×365=83.22萬m3。

表1 時變化系數

3.4 供水規模的確定

交口河鎮供水規模為水廠最高日供水能力，應為居民生活用水量、公共建筑用水量、村鎮企業和專業戶飼養畜禽用水量、管網漏失水量和未預見用水量之和。即近期日最高供水規模達到2316 m3/d，遠期日最高供水規模達到3420 m3/d。

4 供水方案

4.1 水源選擇

交口河鎮近期年總需水量53.36萬m3，遠期年總需水量83.22萬m3。根據水源水量可靠、水質合格、取水方便、便于管理等綜合因素，以及整體工程技術和經濟合理選擇工程水源。交口河鎮近期仍以葫蘆河地表水、拓家河水庫、仙姑河地表水及洛川縣城供水為主，基本可滿足鎮區用水需求。遠期考慮到拓家河水庫將來主要為洛川縣城供水，建議用南溝門水庫作為鎮區未來供水水源，利用南溝門水庫攔河壩取水，經壩后電站向鎮區凈水廠輸水，經凈水廠凈化處理，通過輸配水管網向交口河鎮鎮區供水，同時加大節水措施，加強水源地保護，實行中水回用。

4.2 輸水線路及管材選擇

鑒于交口河鎮地形瑣碎，地形復雜，高差較大，建議結合鎮區地形及規劃用地布局，采用分區分壓供水系統。

南溝門水庫主要以城鎮供水及農田灌溉為主，以交口河鎮為供水對象，所以可不再考慮輸水管道。在鎮區管網布設中，依據“線路最短、節約水頭、運行安全、施工管理方便、節約投資”的原則布置。管道定線時，根據各受水區域的受水面積進行布置，以確定配水管網所含工程內容、管道配置狀況、管道附件等。管道沿主要的街道、交通干道布置，以利于兩側供水方便。管線按現有或規劃道路定線，管道埋設在人行道下面或靠公路一側，盡量避免和減少與道路交叉。此次鋪設配水管網中配水干管總長4.488 km。現狀年管網建成后，在整個項目區內給水管網將形成環狀管網。供水管線一般挖深1～3 m，所處地層為第四系風積黃土，黃土具有濕陷性，濕陷等級為Ⅱ級，地基承載力110 kPa，由于供水管徑較小，可直接鋪埋于地下。

根據低壓輸水對管道性能的要求，本著安全、經濟、耐用、水力條件良好的原則，綜合比較，本工程中的給水管網推薦管材全部選用PVC-U管，只是在過路處外加鋼筋混凝土套管，過河倒虹吸管選用球墨鑄鐵管。

4.3 過河倒虹吸管設計

根據管線走向，輸水及配水主干管穿越洛河共4次，因此修建過河倒虹吸管4座。本次倒虹吸管設計采用溝埋式倒虹吸管，倒虹吸管采用一個DN200、三個DN150球墨鑄鐵管，管道上方回填砂礫石，砂礫石周圍用30 cm厚M7.5漿砌石砌筑，以增大抗沖能力。根據測量、地質資料及水文估算，由于葫蘆河沖刷深度不大，為防止局部沖刷對倒虹吸管的影響，對延河兩岸倒虹吸管進出口處均采用M5.0、MU30進行砌護，根據河勢、結合地形要求砌護在原河道坡面上進行，且上下游平順連接，砌護長度按管中心線上下游各10 m控制，齒墻嵌入河底2.0 m，砌護頂高程不低于30 a一遇洪水位。

4.4 凈水工藝確定

近期保留現狀供水形式，新建第二項目部采用自備水源形式。遠期建設鎮區水廠，主要供應生活用水及小型企業用水，供水規模3420 m3/d，水源為南溝門水庫，廠址建議位于鎮區上游。本著節省投資，根據供水規模，凈水設施選用兩套SDJ型一體化凈水器，該凈水器是將混凝、沉淀、過濾、消毒等凈水工藝緊密結合的設備。凈水工藝采用一體化凈水器，其優點是混凝、沉淀、過濾一并完成，運行可靠，造價低，維護簡便，適合于小流量水的凈化處理。經凈化后的水再加二氧化氯消毒,使其符合《生活飲用水衛生標準》[6]，然后流入1500 m3清水池。

凈水能力根據供水規模確定，交口鎮供水工程選用兩套一體化凈水器可滿足凈水能力，一體化凈水器選用SDJ-75型，每套外形尺寸為長×寬×深=8 m×2.5 m×4.4 m，凈水能力為75 m3/h，兩套總凈水能力為150 m3/h，進水壓力不小于5 m水頭。

為了方便運行管理，將凈水設備和制氯設備布置在同一車間內，互相用隔間分離，便門相連通。凈水車間采用單層磚混結構，凈水器沖洗水由管道引至凈水廠外的溝道。凈水車間建筑面積為21.84 m×10.24 m=223.64 m2。

5 結 論

由于地形復雜、水資源緊缺，交口河鎮至今尚未解決飲水安全問題。通過分析交口河鎮用水缺口和用水存在的問題，確定遠期供水人口為3萬人，供水規模為3420 m3/d。工程供水水源取自南溝門水庫，水源水量充足，水質符合《生活飲用水水源水質標準》的要求。通過科學設計管線，選擇管材，加強凈水工藝，完全可以解決交口河鎮的發展用水需求。

[1] 中華人民共和國建設部．室外給水設計規范：GB 50013-2006[S]．北京：中國計劃出版社，2006．

[2] 中華人民共和國住房城鄉建設部．城市給水工程規劃規范：GB 50282-2016[S]．北京：中國計劃出版社，2016．

[3] 中華人民共和國水利部.村鎮供水工程技術規范：SL 310-2004[S]．北京：中國水利水電出版社，2004．

[4] 中華人民共和國住房城鄉建設部．建筑設計防火規范：GB 50016-2014[S]．北京：中國計劃出版社，2014．

[5] 中華人民共和國住房城鄉建設部．農村防火規范：GB 50039-2010[S]．北京：中國計劃出版社，2010．

[6] 中華人民共和國衛生部，中國國家標準化管理委員會．生活飲用水衛生標準：GB 5749-2006[S]．北京：中國標準出版社，2006．

李媛媛(1975-)，女，陜西洛川人，工程師，主要從事水利相關工作。E-mail:1720715106@qq.com。

TU991

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2096-0506(2017)07-0091-04